Περιεχόμενο

• Γρήγορα πρότυπα φόρτισης εξηγούνται
• Παράδοση ισχύος USB
• Qualcomm Quick Charge
• Άλλα πρότυπα
• Πώς να φορτίσετε γρήγορα μια μπαταρία ιόντων λιθίου
• Γρήγορη φόρτιση σε υψηλή τάση;
• Γιατί να χρησιμοποιήσετε υψηλότερες τάσεις;
• Τύλιξε
• Σχετιζομαι με

Η γρήγορη φόρτιση είναι απαραίτητη προϋπόθεση στα σημερινά τηλέφωνα. Διατηρεί τις μπαταρίες μας γεμάτες από καθημερινές μέρες. Ωστόσο, υπάρχουν διαφορετικά πρότυπα από διαφορετικές εταιρείες. Κάποιοι συνεργάζονται μόνο με συγκεκριμένα καλώδια και φορτιστές, ενώ άλλοι χρησιμοποιούν υψηλότερες τάσεις. Μπορεί όλοι να μπερδέψουν λίγο, έτσι είμαστε εδώ για να το κατανοήσουμε.

Με λίγα λόγια, η γρήγορη φόρτιση αυξάνει το ρεύμα που αποστέλλεται στη μπαταρία για να γεμίσει τη χωρητικότητά της πιο γρήγορα. Η βασική προδιαγραφή USB στέλνει μόνο 0,5 αμπέρ (A) ρεύματος χρησιμοποιώντας 5 βολτ (V) μόνο για 2,5 W (W). Οι τεχνολογίες γρήγορης φόρτισης ενισχύουν αυτά τα στοιχεία. Η τεχνολογία SuperCharge 10V / 4A της Huawei παράγει 40W και η τελευταία Adaptive Fast Charging της Samsung παράγει 15W χυμού. Ορισμένες κινεζικές εταιρείες διαθέτουν ακόμη τεχνολογίες χρέωσης που μπορούν να φτάσουν μέχρι και 100W. Όλες οι υπηρεσίες γρήγορης χρέωσης μοιράζονται ένα κοινό θέμα - περισσότερη ισχύ.

Αυτή είναι μόνο η βασική επισκόπηση. Η τροφοδοσία της μπαταρίας είναι πιο περίπλοκη. Πριν φτάσουμε σε αυτό, ας δούμε λεπτομερέστερα τις διαφορές μεταξύ όλων αυτών των προτύπων ταχείας χρέωσης.

Γρήγορα πρότυπα φόρτισης εξηγούνται

Παράδοση ισχύος USB

Η παράδοση USB Power (USB-PD) είναι η επίσημη προδιαγραφή γρήγορης φόρτισης που δημοσιεύθηκε από το USB-IF το 2012. Το πρότυπο μπορεί να χρησιμοποιηθεί από οποιαδήποτε συσκευή με θύρα USB, εφόσον ο κατασκευαστής της περιλαμβάνει τα απαραίτητα κυκλώματα και λογισμικό. Όπως όλα τα πρότυπα γρήγορης φόρτισης, το USB-PD εφαρμόζει ένα πρωτόκολλο δεδομένων για επικοινωνία μεταξύ του φορτιστή και του τηλεφώνου. Αυτό διαπραγματεύεται τη μέγιστη ανεκτή παροχή ισχύος τόσο για τον φορτιστή όσο και για το φορητό ακουστικό.

Η παροχή ισχύος USB αυξάνει τις βασικές ταχύτητες φόρτισης USB για ισχύ εξόδου μέχρι 100W. Η ποσότητα της διαθέσιμης ισχύος χωρίζεται σε διαφορετικές τιμές ισχύος, οι οποίες λειτουργούν με διαφορετικές τάσεις. Οι λειτουργίες 7.5W + και 15W + είναι καλύτερες για τα τηλέφωνα, ενώ οι 27W και άνω ισχύουν για φορητούς υπολογιστές και άλλες συσκευές υψηλότερης ισχύος. Το πρότυπο υποστηρίζει επίσης αμφίδρομη ισχύ, επιτρέποντας στο τηλέφωνό σας να φορτίζει άλλα περιφερειακά.

Η σειρά Pixel της Google χρησιμοποιεί την επίσημη προδιαγραφή παροχής ισχύος και η τεχνολογία υποστηρίζεται σήμερα στη συντριπτική πλειοψηφία των smartphone smartphone. Η Apple εφαρμόζει επίσης το πρότυπο στο iPhone 8, το iPhone X, το iPhone XS και τα πιο πρόσφατα MacBooks. Ωστόσο, πολλές εταιρείες προτιμούν τα δικά τους αποκλειστικά πρότυπα χρέωσης από το κουτί.

Qualcomm Quick Charge

Η ιδιόκτητη τεχνολογία Quick Charge της Qualcomm ήταν κάποτε το προεπιλεγμένο πρότυπο της βιομηχανίας smartphone, καθώς δημοφιλώνει τη γρήγορη φόρτιση πριν την παράδοση ισχύος USB. Η τελευταία αναθεώρηση 4.0+ του Quick Charge είναι συμβατή με την παράδοση ισχύος, επιτρέποντας ταχύτητες ταχύτερης φόρτισης και ευρύτερο φάσμα υποστήριξης.

Η γρήγορη φόρτιση είναι μια προαιρετική λειτουργία διαθέσιμη με τους επεξεργαστές Snapdragon της Qualcomm. Έτσι ακριβώς επειδή ένα τηλέφωνο έχει ένα chip Qualcomm δεν σημαίνει ότι είναι συμβατό με γρήγορη φόρτιση. Παρόλα αυτά, ένα ευρύ φάσμα τηλεφώνων διαθέτει υποστήριξη Quick Charge, συμπεριλαμβανομένων των LG V40, Xiaomi Mi 9, Samsung Galaxy Note 9, HTC U12 Plus, και πολλά άλλα. Υπάρχει επίσης ένα ευρύ οικοσύστημα των φορτιστών κληρονομιών και των εξαρτημάτων τρίτων εκεί έξω, λόγω της δημοτικότητας του προτύπου.

Άλλα πρότυπα

Στο οικοσύστημα smartphone, πολλά μοντέλα χρησιμοποιούν εσωτερικές τεχνολογίες αντί για τα πιο πανταχού παρόντα πρότυπα. Ωστόσο, μόνο μερικά από αυτά τα πρότυπα είναι πραγματικά ιδιόκτητα. Πολλοί είναι μόνο Power Delivery ή Quick Charge ανασυσκευασμένα με διαφορετικό εμπορικό σήμα ή με συγκεκριμένες τροποποιήσεις στην τεχνολογία - οι τεχνολογίες Adaptive Charging της Samsung και οι τεχνολογίες Turbo Charging της Motorola έρχονται στο μυαλό.

Άλλοι, όπως το VOOC της Oppo και το SuperCharge της Huawei, λειτουργούν αρκετά διαφορετικά. Αυτά αυξάνουν σημαντικά την ποσότητα ρεύματος για υψηλή φόρτιση ενέργειας αντί για αύξηση της τάσης. Οι ταχύτητες φόρτισης αυτών των ιδιόκτητων τεχνολογιών έχουν αυξηθεί σημαντικά με την πάροδο των ετών, με τα SuperCharge, Super VOCC και OnePlus 'WarpCharge 30 να είναι μερικά από τα πιο γρήγορα στην αγορά. Εδώ είναι πώς κάποιες από τις πιο κοινές τεχνολογίες στοιβάζονται δίπλα-δίπλα.

Είναι δυνατόν να υποστηρίξετε πολλαπλά πρότυπα ή τουλάχιστον να εξασφαλίσετε κάποιο επίπεδο συμβατότητας με διαφορετικές μεθόδους γρήγορης φόρτισης. Δυστυχώς, αυτό οδηγεί σε πολύ απρόβλεπτο για τις ακριβείς ταχύτητες φόρτισης που θα λάβετε όταν χρησιμοποιείτε τηλέφωνα με διαφορετικούς φορτιστές και ακόμη διαφορετικά καλώδια.

Αφού δοκιμάσαμε αρκετά τηλέφωνα, βρήκαμε μια μεγάλη ποικιλία σε πόση δύναμη διαπραγματεύτηκε κάθε τηλέφωνο, ανάλογα με το φορτιστή και το καλώδιο που χρησιμοποιήθηκε. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται συνήθως χρησιμοποιώντας το καλώδιο και το φορτιστή που παρέχονται στο κουτί με το ακουστικό σας.

Πώς να φορτίσετε γρήγορα μια μπαταρία ιόντων λιθίου

Τώρα που καλύψαμε τα πρότυπα, ας δούμε το πόσο γρήγορη φόρτιση επιταχύνει τον κύκλο φόρτισης μιας μπαταρίας. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται μέσα σε smartphones και άλλα ηλεκτρονικά gadgets δεν χρεώνουν με γραμμικό τρόπο. Ο κύκλος φόρτισης χωρίζεται σε δύο ξεχωριστές φάσεις.

Η πρώτη είναι η φάση αύξησης τάσης ή σταθερού ρεύματος. Η τάση της μπαταρίας αυξάνεται σταθερά από τόσο χαμηλά όσο 2V μέχρι την κορυφή της γύρω από 4.2V καθώς φορτίζει. Αυτό ποικίλλει ανάλογα με την ακριβή μπαταρία. Η μπαταρία αντλεί το υψηλότερο ρεύμα αιχμής κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, η οποία παραμένει σταθερή έως ότου η τάση της μπαταρίας κορυφωθεί.

Η τάση τότε γίνεται σταθερή και το ρεύμα αρχίζει να πέφτει. Οι μπαταρίες που φορτίζουν πέρα ​​από αυτό το σημείο μειώνουν το ρεύμα και συνεπώς φορτίζουν πιο αργά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα πρώτα 50 ή 60 τοις εκατό των χρεώσεων του τηλεφώνου σας γίνονται πολύ πιο γρήγορα.

Η φόρτιση της μπαταρίας γίνεται σε δύο φάσεις. Αυξητική τάση / σταθερό ρεύμα και σταθερή τάση / ρεύμα πτώσης. Η πρώτη φάση είναι κατάλληλη για γρήγορη φόρτιση υψηλού ρεύματος.

Οι τεχνολογίες γρήγορης φόρτισης εκμεταλλεύονται τη φάση σταθερού ρεύματος. Αντλώντας όσο το δυνατόν περισσότερο ρεύμα στην μπαταρία πριν φτάσει στην κορυφαία τάση. Επομένως, οι τεχνολογίες γρήγορης φόρτισης είναι πιο αποτελεσματικές όταν η μπαταρία σας είναι μικρότερη από 50 τοις εκατό πλήρης, αλλά δεν έχουν καμία επίδραση καθώς περνάτε 80 τοις εκατό. Παρεμπιπτόντως, η σταθερή τροφοδοσία ρεύματος είναι η λιγότερο επιβλαβής περίοδος για τη μακροπρόθεσμη υγεία της μπαταρίας. Η υψηλότερη σταθερή τάση, μαζί με τη θερμότητα, είναι επιζήμια για τη ζωή της μπαταρίας.

Τέλος, η ποσότητα τάσης και ρεύματος που περνάει στην μπαταρία ελέγχεται μέσω ενός κυκλώματος ελέγχου φορτίου στο εσωτερικό του τηλεφώνου. Σε συνδυασμό με αισθητήρες θερμοκρασίας και τάσης, ο ελεγκτής μπορεί να διαχειριστεί την ποσότητα ρεύματος για να βελτιστοποιήσει την ταχύτητα φόρτισης της μπαταρίας και τη μακροπρόθεσμη υγεία.

Γρήγορη φόρτιση σε υψηλή τάση;

Κάποιοι από εσάς ίσως έχουν εντοπίσει ένα εμφανές ζήτημα εδώ. Εάν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τυπική τάση γύρω από 3 έως 4.2V, δεν είναι επικίνδυνο να χρησιμοποιήσετε φορτιστές υψηλότερης τάσης;

Συνήθως αυτό θα συμβεί, αλλά τα κυκλώματα smartphone βήμα τάση κάτω και τρέχουσα. Αυτό διατηρεί την ίδια ποσότητα ισχύος (P = IV), αλλά μετακινεί την τάση στο σωστό εύρος. Και όχι, τα καλώδια γρήγορης φόρτισης δεν κάνουν εναλλαγή τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος. Αν κοιτάξετε στο πίσω μέρος του φορτιστή, θα μπορείτε να εντοπίσετε το εικονίδιο του ρεύματος μικρού διακεκομμένου ⎓. Το USB είναι πάντα ένα σύστημα παροχής ισχύος DC.

Τα κυκλώματα ταχείας φόρτισης υψηλής τάσης χρησιμοποιούν μια βαθμιδωτή τροφοδοσία τάσης διακοπτών, γνωστή και ως inverter buck. Αυτό το κύκλωμα λαμβάνει υψηλή τάση συνεχούς ρεύματος και το μετατρέπει σε χαμηλότερη τάση συνεχούς ρεύματος. Στην ιδανική περίπτωση, πολλαπλασιάζει επίσης το ρεύμα με την αντίστροφη ποσότητα χάρη στα χαρακτηριστικά της αντλίας φόρτισης. Είναι ουσιαστικά ένας διακόπτης που εναλλάσσει την τάση εισόδου για να φορτίσει έναν πυκνωτή με πολύ ρεύμα.

Αυτό φαίνεται περίπλοκο, αλλά ακολουθήστε τα γραφήματα στα δεξιά. Η υψηλή τάση εισόδου ενεργοποιείται και απενεργοποιείται για να δημιουργηθεί ένα σήμα PWM από τη Vin. Αυτό προκαλεί υψηλό ρεύμα "άντλησης" μέσω του επαγωγέα L σε πυκνωτή Cout. Στο φορτίο (μπαταρία) βλέπουμε υψηλή ένταση ρεύματος και χαμηλή μέση τάση (Vout).

Η υπέρβαση από 10V / 1A σε 5V δίνει ιδανικά ρεύμα 2Α μετά τον μετατροπέα. Στον πραγματικό κόσμο, υπάρχει πάντα κάποια απώλεια που συνδέεται με αυτές τις μετατροπές (συνήθως αυτές είναι πάνω από 90 τοις εκατό αποτελεσματική), διαχέονται ως θερμότητα. Τα τροφοδοτικά τροφοδοσίας σε κατάσταση λειτουργίας διακόπτη αποφέρουν επίσης τυπικά λιγότερη ενέργεια από ότι ένας γραμμικός ρυθμιστής.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε υψηλότερες τάσεις;

Υπάρχουν δύο βασικοί λόγοι για τη χρήση υψηλότερων τάσεων. Πρώτον, τα τροφοδοτικά τάσης είναι πιο αποτελεσματικά από τους γραμμικούς ρυθμιστές, οι οποίοι μειώνουν τις τάσεις μέσω της διασποράς θερμότητας. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τη διατήρηση των τηλεφώνων και των μπαταριών τους δροσερά.

Το δεύτερο αφορά την απώλεια ισχύος μέσω καλωδίων USB, ιδιαίτερα μακρύτερων. Μια αντίσταση, όπως ένα μήκος σύρματος, πέφτει μια τάση με βάση το ρεύμα που διέρχεται από αυτό (νόμος Ohm V = IR). Η μετάδοση της ίδιας ισχύος με χρήση υψηλότερης τάσης και χαμηλότερου ρεύματος χάνει λιγότερη ισχύ σε όλο το μήκος του καλωδίου. Αυτό είναι πιο αποτελεσματικό και γιατί το κύριο ηλεκτρικό δίκτυο είναι εκατοντάδες volt και όχι 5V.

Ωστόσο, το αντιστάθμισμα είναι ότι οι μετατροπείς buck είναι πιο άμεσα περιορισμένοι από τους γραμμικούς ρυθμιστές. Η μέγιστη ισχύς εξόδου εξαρτάται από το μέγεθος του επαγωγέα, τον πυκνωτή και την τάση κύματος, καθώς και τη συχνότητα εναλλαγής, εκτός από τις δυνατότητες ισχύος των τρανζίστορ. Είναι δυνατή μόνο η επίτευξη πολύ υψηλών ρευμάτων μέσω ενός πιο παραδοσιακού γραμμικού ρυθμιστή τάσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μερικές από τις τεχνολογίες γρήγορης φόρτισης χαμηλής τάσης 5V, όπως αυτές της Huawei και OPPO, προσφέρουν περισσότερη συνολική ισχύ από τις εκδόσεις εναλλαγής υψηλότερης τάσης από Qualcomm και Samsung.

Η τελευταία τεχνολογία Pump Express της MediaTek εξυπηρετεί τόσο τη λειτουργία λειτουργίας όσο και τη γραμμική φόρτιση του ρυθμιστή.

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει πως το PumpExpress 3.0 και το 4.0 του MediaTek καταφέρνουν να φτάσουν έως και 5Α του ρεύματος φόρτισης. Εάν είναι συνδεδεμένο ένα καλώδιο 5Α, η τεχνολογία του παρακάμπτει το συμβατικό φορτιστή εναλλαγής για να επιτρέψει υψηλότερο ρεύμα. Σε αυτή την περίπτωση, το κύκλωμα διαπραγματεύεται την απαιτούμενη τάση στις γραμμές δεδομένων, αυξάνοντας και μειώνοντας την τάση φόρτισης Vbus για μέγιστη απόδοση.

Τύλιξε

Η γρήγορη φόρτιση περιλαμβάνει μια σειρά διαφορετικών δυνατών τεχνολογιών, καθένα με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Αυτό οφείλεται εν μέρει στην ύπαρξη τόσων διαφορετικών προτύπων στην αγορά, καθώς οι εταιρείες υιοθετούν τις δικές τους προσεγγίσεις για να επιταχύνουν τη χρέωση και να μεγιστοποιήσουν τη μακροζωία της μπαταρίας.

Μερικές γενιές πριν, η φόρτιση υψηλής τάσης έγινε ο κανόνας και τώρα οι τεχνολογίες εφαρμόζουν χαμηλότερες ελεγχόμενες τάσεις και υψηλά ρεύματα για να αυξήσουν ακόμη περισσότερο τις ταχύτητες. Ωστόσο, αυτό απαιτεί παχύτερα καλώδια και προσθέτει έναν άλλο πονοκέφαλο συμβατότητας.

Η παράδοση ισχύος USB είναι ήδη αρκετά ευρέως υιοθετημένη. Θα αποτελέσει πιθανώς τη ραχοκοκαλιά όλων των προτύπων φόρτισης USB που προχωρούν, παρόλο που πιθανότατα θα δούμε τις εταιρείες να πειραματιστούν με τις δικές τους ακόμα πιο γρήγορες λύσεις πέρα ​​από την υποστήριξη αυτού του καθολικού προτύπου.

Σχετιζομαι με

• Εδώ είναι τα καλύτερα τηλέφωνα με μπαταρίες γρήγορης φόρτισης
• Εδώ είναι οι καλύτεροι φορτιστές Samsung Galaxy
• Το Quick Charge 3.0 εξηγείται: τι πρέπει να ξέρετε
• Καλύτερα καλώδια φόρτισης - ποια είναι καλύτερη για εσάς;
• 6 μύθοι κοινής μπαταρίας που πιθανώς πιστεύετε
• Πώς να διορθώσετε τα προβλήματα αποστράγγισης μπαταρίας Android και να επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας
• Android smartphones με την καλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας
• Τα καλύτερα τηλέφωνα με δυνατότητα ασύρματης φόρτισης
•  Φροντίδα φόρτισης για μεγιστοποίηση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας
• Καλύτεροι ασύρματοι φορτιστές - ποιες είναι οι επιλογές σας;